(57)【要約】  本発明は、球体の表面に印刷をする方法および装置に関し、全方向性の３６０カメラによって記録されたイメージを用いて全方向にイメージを同時に記録するようにする。本発明の方法においては、球体１表面の各々の欠片を１回だけ印刷できるライン上でプリントヘッド３によって印刷が行われる。本発明の装置は、球体ホルダーとプリントヘッド形態の、球体の表面に印刷をするものであり、球体１がベース４の回転サポート５に設けられて回転し、プリントヘッド３は球体１の表面区域に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球体の表面に沿ってプリントヘッドを動かして球体の表面に印刷する方法であって、
球体表面の各々の欠片を１回だけ印刷できるライン上でプリントヘッドによって印刷が行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
球体の１番目の極から球体の２番目の極までの螺旋に沿って球体の表面上でプリントヘッドによって印刷が行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１番目の極が南極であり、前記２番目の極が北極であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
プリントヘッドによって球体の表面に順次印刷された円の形態に印刷が行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プリントヘッドが球体の両極を通過する円を印刷することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プリントヘッドが先に印刷された円から最大間隔にある円を順次印刷することを特徴とする、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記プリントヘッドが１番目の円を印刷した後、１番目の円に９０°の角度で円を印刷し、次に１番目の円に４５°と１３５°の角度で２個の円を印刷した後、１番目の円に２２．５°、６７．５°、１１２．５°および１５７．５°の角度で４個の円を印刷し、次に球体の残り表面を印刷することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記プリントヘッドが球体の周りに等距離円筒投影法により全方向イメージを印刷し、該イメージが多数のストリップに分割され、ストリップの幅は球体の赤道とストリップ間の間隔に左右されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
球体ホルダーとプリントヘッド形態の、球体の表面に印刷する装置であって、
球体がベースの回転サポートに設けられて回転し、プリントヘッドは球体の表面区域に位置することを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記回転サポートは縦軸線を中心に回転するマンドレルであり、２個のアームが付いた要素がベースに位置し、アーム端部のスイベルに回転ハーフリングが設けられ、スイベルの回転軸は球体の赤道面に位置し、ムービングアームを備えたスライダーがハーフリングに設けられ、ムービングアームの端部にプリントヘッドが設けられることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記回転サポートがベースに設けられて球体を回転させる駆動ローラシステムであり、プリントヘッドがベースに位置することを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記回転サポートがベースに設けられた駆動ローラシステムであり、圧力システムの場合に、球体を回転させるのに用いられることを特徴とする、請求項９または１１に記載の装置。
【請求項１３】
画素のラスター配置によって球体の表面にイメージが付着されることを特徴とする、請求項９または１１に記載の装置。
【請求項１４】
画素のランダム配置によって球体の表面にイメージが付着されることを特徴とする、請求項９または１１に記載の装置。
【請求項１５】
球体の表面にイメージを印刷するためのプリントヘッドがペンを含む筆記具であることを特徴とする、請求項９または１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球体の表面に印刷をする方法および装置に関し、全方向性の３６０カメラによって記録されたイメージを用いて全方向にイメージを同時に記録するようにする。
【背景技術】
【０００２】
このようなカメラによって記録されたイメージは、イメージ（光）を取った時、与えられた時間に全方向からカメラに達した光を表現する。このようなイメージは、カメラを囲む所定の表面（一般的に球体の表面）を通過する光線を表現する。画像取得は、３原色（赤色、青色、緑色）に該当する３つの光の量（強度）を記録できる一つ以上の電子式光センサーを用いて行われる。
【０００３】
全方向イメージが光線を表現するため、全方向イメージは、一般的なカメラのように平面に記録されず球面に記録される。すなわち、このようにして登録されたイメージは、レーザ／インクジェットプリンタのように平面に印刷する既存のプリンタによっては印刷することができない。
【０００４】
カメラ装置が固定または記録した光の量とカラー（波長）を示す画素の集合がイメージである。デジタル写真の場合、イメージとは、ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）成分で描写されたカラー空間に形成された画素の集合である。このモデルは人間の目の属性から生じられるものであり、いかなるカラーも特定属性の３つの光を混ぜて生じられる。ＲＧＢ空間は付加的なカラーを用い、最も低い値は黒色を、最も高い値は白色を意味する。印刷のためには、４つの基本カラー（シアン、マゼンタ、黄色、黒色）のＣＭＹＫパレットを用いてカラーを描写する。ＣＭＹＫ方法における最終カラーは、０％から１００％まで属性の原色各々を組み合わせて求められる。ＣＭＹＫインクは、光を伝達または散乱させる染料であり、混合によって結合されず、層ごとに付着して結合され、このため、該カラーは、０％から４００％のカラーを有することができる。ＣＭＹＫを用いて生じられたカラーは、カラー透光フィルム層として見えるべきである。デジタル装置によってＲＧＢ空間に生じられたイメージをＣＭＹＫパレットカラーに変換することは、記録されたイメージを編集処理し、印刷材料を準備する特殊なソフトウェアによって行われる。
【０００５】
本発明は、プラスチックやラミネートや他の印刷材料からなる球体の表面に全方向イメージを表現する印刷法に関するものである。
【０００６】
現在の方式により全方向イメージを印刷しようとすれば、イメージをＲＧＢ空間からＣＭＹＫに変換する他に、必要なマッピングに合わせて球体の表面に記録された光の強度（イメージカラーポイント）の位置を平らな印刷面の対応位置に表現しなければならなかった。このためには、円筒形表現、方位角表現、立体的表現、円錐型表現、モルワイデ（Ｍｏｌｌｗｅｉｄｅ）表現、ランベルト（Ｌａｍｂｅｒｔ）表現のように、球体形状のストレッチング、マッピングまたは表現をする地図製作マッピングを利用する。
【０００７】
球体を平面にマッピングする場合、球体に記録された全方向イメージが印刷後には様々な方式で歪まれる。
【０００８】
全方向イメージを印刷する他の方法は、球体にイメージを直接印刷することである。今まで知られた方式では、球体表面のイメージを下記の方法により求める：
−水転写プリンティング（ｗａｔｅｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）
−パッドプリンティング（ｐａｄ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）
−コンピュータプリンターを用いる複合方法。
ドロップ−オン−パウダー（ｄｒｏｐ  ｏｎ  ｐｏｗｄｅｒ）を用いた３Ｄ空間印刷をする間に球状イメージが生成される（ＣＪＰ、カラージェットプリンティングを参照）。
【０００９】
球体に写真を表現できる現在の技術は下記のような短所を有する：
−低い画質、
−印刷された要素の大きさが３Ｄプリンターの大きさに制限される（モデルに応じて、最大直径は３０ｃｍ程度）。
【００１０】
現在の技術では、３Ｄパウダープリンティングをカラーと結合する技術、例えば、ＣＪＰ（Ｃｏｌｏｒ  Ｊｅｔ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）を用いて球状イメージを固定することができる。しかし、この技術は複雑で多段階の製造技術であるため、現在、遥かに効率良く制御し易い３Ｄプリンティング工程（例えば、数μｍ厚さの層を紫外線で硬化したアクリル樹脂に基づいたモデルであるＰｏｌｙＪｅｔ技術）の開発によってほぼ使用されていない。ＣＪＰ技術では、インクジェットプリンターと類似したプリントヘッドを用いて配置された特殊のカラーバインダーを用いてパウダーを選択的に結合してモデルを作る。各々の層を塗布して結合する過程を繰り返し行って全体モデルを完成する。適宜なカラーのパウダーを層ごとに結合してカラーイメージ（この場合、球体上の写真イメージ）が生成される。このように生成されたイメージは、画質が非常に低いため、コントラストが低く、カラーが非常にソフトであり、表面が粗い。
【００１１】
以上の全ての方法は、本発明に比べて非常に深刻な問題があって、実質的には、球体の表面に対する効果的な写真のマッピングを妨害する。
【００１２】
水転写プリンティングは、球体にフレキソ印刷を適用して予め印刷されたイメージのアイテムに転写することであり、装飾されたアイテムを水に浸してグラフィックを転写し、この時、その水面には印刷物を備えたフィルムが予め配置されている。この方法は、非常に華麗な効果を得ることができる比較的に簡単な技術であるが、問題が多い。木材からガラスまでほぼ全ての材料に水転写を使用できるが、表面に特別な準備を施さなければならず、クリーニング、研磨、特殊な下塗りの噴霧などが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
問題点
−特殊なフレキソ印刷転写ホイル（ｆｏｉｌ）を用いなければならないため、任意に生成されたイメージを使用するのはほぼ不可能である。ポリマーフレキソステンシル（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｌｅｘｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｔｅｎｃｉｌ）の費用が非常に高く、この方法に使用できるパターンのリストに制限があり、特殊にデザインされたステンシルを再使用する場合が多い。
【００１４】
−装飾されたアイテムに比べて塗布された図面の方向に問題があり、水転写製図用フィルムの欠片（ｆｒａｇｍｅｎｔ）のストレッチングとオーバーラッピングによる多くの歪みのため、この方法を用いた効率的な装飾は壁紙パターン（例えば、木材、繊維、カモフラージュ（ｃａｍｏｕｆｌａｇｅ）、動物の皮などのパターン）にのみ使用できる。
【００１５】
−この方法を用いて図を転写したアイテムは水に浸さなければばならないため、防水材料を用いるしかない。
【００１６】
−オーバープリントされるアイテムに転写されるイメージを透明ラッカーを噴霧して固定しなければならないため、過程がさらに複雑になる。
【００１７】
パッドプリンティングは、一種の凹版印刷法である間接印刷法であって、柔らかくて滑らかなパッドを用いてプリンターのインクを塗布する。適宜な形状のパッドを不規則な表面に印刷するのに用いる。プリンターのインクを選択して、プラスチック、ゴム、ガラス、金属などの表面（プロファイル）に印刷することができる。この方法の場合、パッドプリンティングマシーン、マトリックス（彫り込み／エッチングパターンを備えた研磨された金属／ポリマー板）、パッドおよびインクが必要である。
【００１８】
問題点
−大部分のラスタードット大きさが比較的に大きいため、（例えば、写真を印刷する時に必要な）色調転換とカラー結合のある印刷は不可能である。
【００１９】
−イメージセッターやマトリックスエッチングステーションのような特殊な装備を要する印刷用マトリックスを準備する過程が難しい。
【００２０】
−単一アイテムの印刷には収益性が全くない技術である。
【００２１】
−実際には大型印刷にのみ利用される。
【００２２】
−正確な（高解像度）グラフィックと色調転換グラフィック（例えば、写真）を球体の表面に正確に転写するのが不可能である。
【００２３】
コンピュータプリンター、ペーパーカッティングプロッター（ｐａｐｅｒ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ｐｌｏｔｔｅｒ）のような現在の技術を結合した方法においては、可能な限り球体に近い多面体にグラフィックを配置して球状イメージを提供する。記録された球状フォトファイルの変形が可能な特殊な応用法を用いて、イメージを紙に印刷しソフトウェアに定義された形状を用いて図面を切断することができるようにイメージの欠片を移す。球体に近い多面体を生成することによって、最後に特殊なロック器具を用いて切断要素を組み立てて各々のエッジを連結することができるように紙を切断する。
【００２４】
このような技術により印刷物を作るのは、非常に難しくて時間がかかることであり、熟練した技術が必要であり、特殊なソフトウェアとペーパーカッティングプロッターを必要とする。最終的に求められた形状も球体でなく、球体に近い多面体に過ぎない。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、球体の表面に沿ってプリントヘッドを動かして球体の表面に印刷する方法に関し、球体の１番目の極から２番目の極までの螺旋に沿ってプリントヘッドを動かして印刷物を付ける。
【００２６】
球体の１番目の極は底側の極であり、２番目の極は上側の極であることが好ましい。
【００２７】
また、順次印刷された大型円の形態で球体の表面にプリントヘッドにより印刷物を付けることが好ましい。
【００２８】
なお、プリントヘッドが球体の両極を通過する円を印刷することが好ましい。
【００２９】
さらに、プリントヘッドが先に印刷された円から最大の間隔にある円を順次印刷することが好ましい。
【００３０】
また、プリントヘッドが１番目の円を印刷した後、１番目の円に９０°の角度で円を印刷し、次に１番目の円に４５°と１３５°の角度で２個の円を印刷した後、１番目の円に２２．５°、６７．５°、１１２．５°および１５７．５°の角度で４個の円を印刷し、次に球体の残りの表面を印刷することが好ましい。
【００３１】
本発明によれば、前述した球体マッピング法のうちの一つを用いて全方向イメージを予め転写した。この場合、プリントヘッドは球体の周りにイメージを印刷し、円筒投影法の全方向イメージはストリップに分割され、その幅は球体の赤道とストリップ間の間隔に左右される。赤道から遠く極に向かうほど、付着されたストリップが良くなる。次に、ストリップになったイメージがインクやトナー液滴を用いて印刷中の球体の表面にイメージを付着するプリントヘッドを制御する。
【００３２】
本発明は、球体ホルダーとプリントヘッド形態の、球体の表面に印刷する装置も提供する。この装置において、球体はベースの回転サポートに設けられて回転し、プリントヘッドは球体の表面区域に位置する。
【００３３】
また、回転サポートは縦軸線を中心に回転するマンドレルであり、２個のアームが付いた要素がベースに位置し、アーム端部のスイベル（ｓｗｉｖｅｌ）に回転ハーフリング（ｈａｌｆ−ｒｉｎｇ）が設けられ、スイベルの回転軸は球体の赤道面に位置し、ムービングアームを備えたスライダーがハーフリングに設けられ、ムービングアームの端部にプリントヘッドが設けられることが好ましい。
【００３４】
なお、回転サポートはベースに設けられて球体を回転させる電気駆動ローラシステムであり、プリントヘッドはベース上に固定されるように設けられるのが有利である。
【００３５】
さらに、回転サポートがベースに設けられた駆動ローラシステムであり、圧力システムの場合に、球体を回転させるのに用いられることが好ましい。
【００３６】
また、画素のラスター配置やランダム配置によって球体の表面にイメージが付着されるのが有利である。
【００３７】
また、球体の表面にイメージを印刷するためのプリントヘッドがペンを含む筆記具であってもよい。
【発明の効果】
【００３８】
このように構成された本発明の効果は下記のとおりである：
−全方向イメージを歪曲するいかなるマッピングも利用する必要がなく球体表面のオーバープリンティングが可能；
−球体表面に印刷物の精密配置；
−全体球体表面の均一な印刷；
−印刷されたイメージ欠片の輪郭が重ならず、コントラストとシャープネスの高い高画質イメージの取得；
−球体表面へのイメージ印刷時間の短縮；
−プリントヘッドの往復運動と印刷された球体の同期化；
−全ての半径の球体の印刷；
−球体の回転とプリントヘッドの方向の同期化による球体表面印刷の連続性。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の第２実施形態の正面図である。
【図３ａ】イメージを印刷するステップを連続的に示す図である。
【図３ｂ】イメージを印刷するステップを連続的に示す図である。
【図３ｃ】イメージを印刷するステップを連続的に示す図である。
【図３ｄ】イメージを印刷するステップを連続的に示す図である。
【図３ｅ】イメージを印刷するステップを連続的に示す図である。
【図４】円筒投影法により球体表面にイメージを印刷することを示す図である。
【図５】２番目の圧力ローラセットを用いた本発明の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
球体表面１のオーバープリンティング装置において、ホルダー２とプリントヘッド３があり、ベース４の回転サポート５に球体１が回転可能に設けられ、プリントヘッド３は球体１の表面区域に位置する。
【００４１】
図１の実施形態において、回転サポート５は縦軸線を中心に回転するマンドレルであり、２個のアーム６が付いた要素がベース４に位置し、アーム端部７のスイベル８に回転ハーフリング９が設けられ、スイベル８の回転軸は球体１の赤道面に位置し、ムービングアーム１１を備えたスライダー１０がハーフリング９に設けられ、ムービングアーム１１の端部にプリントヘッド３が設けられる。
【００４２】
図２の実施形態においては、回転サポート５がベース４に設けられて球体１を回転させる駆動ローラ１２システムであり、プリントヘッド３がベース４に設けられる。
【００４３】
図５の実施形態においては、回転サポート５がベース４に配置され、圧力システム１３のローラ１２と駆動ローラ１２が球体１を加圧した状態で回転させ、プリントヘッド３がベース４に設けられる。
【００４４】
画素のラスター配置やランダム配置を通じて球体１の表面にイメージを印刷することができる。
【００４５】
球体１の表面にイメージを印刷するプリントヘッドがペンを含む筆記具であってもよい。
【００４６】
図１の実施形態においては、球体１が回転サポート５に配置されて印刷を行い、具体的には、球体１が回転する間、プリントヘッド３は球体１の極から赤道に向かって動きつつ球体１の表面に螺旋状の印刷をする。球体１の全ての欠片が正確に一度印刷されるように球体１の回転とハーフリング９の動作が選択される。ムービングアーム１１にプリントヘッド３が付いており、本発明の装置では、様々な直径の球体１に印刷ができる。サポート５に設けられた球体１の中心がハーフリング９の回転軸に一致するようにする。
【００４７】
図２の実施形態においては、プリントヘッド３が動かないようにベース４に設けられている。プリントヘッド３区域のローラ１２システム上に印刷しようとする球体１が位置する。ローラ１２システムによって球体１が回転しつつプリントヘッド３が球体１の全体をオーバープリントすることができる。印刷された球体１は自らの重さによって装置に維持される。
【００４８】
図５の実施形態においては、球体１が２番目のローラ１２セット１３によって圧力を受ける。
【００４９】
球体１の全ての欠片が一度だけ印刷されるように印刷過程中に球体１の回転を制御する電気制御装置によって印刷過程が制御される。
【００５０】
本発明は、印刷装置を制御する方法も提供する。本発明の方法によれば、全方向イメージが螺旋状のイメージデータの連続的なストリップに変換され、例えば、第１実施形態のように印刷されるか、または一連のリングが特別に回転する球体１の表面に印刷される。
【００５１】
両方とも、連続ストリップ形態のイメージデータが球体１の表面にある（インクやトナードット形態の）イメージ画素で表現され、開始点と終了点で狭くなった螺旋が球体１の一方の極から他方の極まで印刷され、開始点と終了点でのイメージデータストリップが狭くなるのはそこの画素数が少ないことを意味する。
【００５２】
全方向イメージは、等距離円筒投影法により記録／格納されることが多い。
【００５３】
等距離円筒投影法により記録／格納されたイメージ印刷の場合、イメージが可変幅（厚さ）のストリップに分割される。与えられたストリップの幅（イメージ画素数）は、球体１の赤道からのストリップの距離に左右される。最後に、イメージから取ったストリップは連続ストリップに変更され、このストリップは、開始点では広く、終了点では狭い。
【００５４】
第２実施形態においては、球体１の両極を連結する線を過ぎる平面によって球体の表面が切開される。その結果、球体１に大きい円が印刷される。切開平面の緯度を変化させれば、多数の球体１の大きい円が求められる（図３を参照）。
【００５５】
緯度０°の円が先に印刷される（図３ａ）。緯度９０°の円が２番目に印刷されるが、０°の円を印刷する時、先に印刷された２個の欠片、すなわち、０°と９０°円の交差部は除外される（図３ｂ）。次に、１番目の円に対して４５°と１３５°の角度の円が印刷された後、１番目の円に対して２２．５°、６７．５°、１１２．５°および１５７．５°の角度の円が印刷され（図３ｃ〜ｄ）、次に球体１の残り区域が印刷される（図３ｅ）。
【図１】
2019519402.tif 000003
【図２】
2019519402.tif 000004
【図３ａ】
2019519402.tif 000005
【図３ｂ】
2019519402.tif 000006
【図３ｃ】
2019519402.tif 000007
【図３ｄ】
2019519402.tif 000008
【図３ｅ】
2019519402.tif 000009
【図４】
2019519402.tif 000010
【図５】
2019519402.tif 000011
【国際調査報告】
2019519402.tif 000012
2019519402.tif 000013
2019519402.tif 000014